CN113897498A - 一种硫化钴矿和钴合金共同高压浸出的方法 - Google Patents

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胡家彦
曹笃盟
陈天翼
王国超
保毓鹏
冯燕
吴婧
智福鹏
鲁相杰
马骞
冯玉洁
吴芳
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Abstract

本发明涉及一种硫化钴矿和钴合金共同高压浸出的方法,该方法是指在高压釜中分别加入水以及磨矿后的硫化钴矿和钴合金矿,高压釜密闭后开启搅拌,使其升温;当温度升至设定值后通入氧气,对该物料进行高压氧化浸出,得到浸出浆液;所述浸出浆液经固液分离,分别得到浸出渣和浸出液。发明简单、高效、成本低、易于工业化生产,采用本发明方法,可解决硫化钴和钴合金单独高压氧化浸出的缺点,有价金属的回收率达到99%以上,镍、铜的总回收率98%以上,可达到降低钴原料处理成本和降低浸出液后续处理难度的目的。

Description

一种硫化钴矿和钴合金共同高压浸出的方法
技术领域
本发明涉及冶金技术领域,尤其涉及一种硫化钴矿和钴合金共同高压浸出的方法。
背景技术
硫化钴矿是一种主要含镍、钴、铜金属的矿种,其矿相复杂,嵌布微细,难浸出、难利用。
钴合金有2种,一种是在铜冶炼进程中经转炉吹炼得到的转炉渣再经电炉复原熔炼水淬而得到的合金,其间含Cu、Co、Fe、Mn、Si等元素(现在,作为钴原料的铜钴合金许多从刚果(金)、赞比亚、扎伊尔输入);另一种是熔炼氧化钴矿和8%钴精矿的富铜产品。在电炉内,用焦炭复原氧化钴矿产出2种合金,密度较大的为红合金(铜质量分数约为89%,钴质量分数4%~15%),较轻的为铜钴合金(铜质量分数约15%,钴质量分数约42%,铁质量分数约34%)。2种铜钴合金中其他元素含量均较低。铜冶炼产生的铜合金为水淬产物,骤冷时边部收缩,致使原料多为球状,一般以8mm粒度为限,8mm粒径以上则多为不规则结核状。根据原料不同产生的钴合金成性状也有不同。
硫化钴矿和钴合金矿都是比较难处理的物料,硫化钴矿火法处理都会产生大量的环境污染,能耗高,钴合金由于硬度大,浸出难,浸出后液难处理,处理成本高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种简单、高效、易于工业化生产的硫化钴矿和钴合金共同高压浸出的方法。
为解决上述问题,本发明所述的一种硫化钴矿和钴合金共同高压浸出的方法,其特征在于:在高压釜中分别加入水以及磨矿后的硫化钴矿和钴合金矿,高压釜密闭后开启搅拌,使其升温;当温度升至设定值后通入氧气,对该物料进行高压氧化浸出,得到浸出浆液;所述浸出浆液经固液分离,分别得到浸出渣和浸出液。
所述硫化钴矿是指硫化钴类矿物、硫化镍钴类矿物、硫化铜钴类矿物中的一种。
所述磨矿后的硫化钴矿和钴合金矿的粒度均控制在40目(0.381mm)~18目(0.98mm)。
所述磨矿后的硫化钴矿和钴合金矿用量根据硫化钴矿浸出过程产生的酸和钴合金浸出过程需要的酸量的比例计算配比,并保证最终浸出液的酸度在pH=0.5~1.5。
所述水与所述磨矿后的硫化钴矿和钴合金矿的固液比为1:3~5。
所述高压浸出的条件是指浸出温度为140~210℃,浸出压力为1.0~2.0MPa,浸出时间为3~8h。
本发明与现有技术相比具有以下优点:
1、本发明利用了硫化钴矿高压浸出产酸和钴合金矿高压浸出耗酸的特点,将硫化钴矿和钴合金原料进行共同高压浸出,浸出过程不需要加浸出试剂,不但降低了试剂消耗,而且提高了浸出率和浸出速度,同时可降低操作危险性。
2、本发明保证最终浸出液的酸度在pH=0.5~1.5。
由于钴合金和硫化钴矿中都会含有一定的硅,浸出液酸度偏高和酸度偏低都会使渣的过滤性能变差,因此,合适的浸出液酸度可提高浸出渣过滤性能,而且赤铁矿的铁渣还会吸附浸出液中大部分硅,降低浸出液中硅的含量,降低操作成本。
3、采用本发明方法,可解决硫化钴和钴合金单独高压氧化浸出的缺点,有价金属的回收率达到99%以上,镍、铜的总回收率98%以上,可达到降低钴原料处理成本和降低浸出液后续处理难度的目的。
4、本发明简单、高效、成本低、易于工业化生产。
具体实施方式
一种硫化钴矿和钴合金共同高压浸出的方法:
在高压釜中分别加入水以及磨矿后的硫化钴矿和钴合金矿,高压釜密闭后开启搅拌,使其升温;当温度升至设定值后通入氧气,对该物料进行高压氧化浸出;高压浸出的条件是指浸出温度为140~210℃,浸出压力为1.0~2.0MPa,浸出时间为3~8h。浸出完成后高压釜降温、泄压、物料出釜,得到浸出浆液;浸出浆液经固液分离,分别得到浸出渣和浸出液。浸出液可用于提取其中的有价金属镍、钴、铜等。
其中:硫化钴矿是指硫化钴类矿物、硫化镍钴类矿物、硫化铜钴类矿物中的一种。
钴合金矿包括各种钴合金、铜钴合金。
磨矿后的硫化钴矿和钴合金矿的粒度均控制在40目(0.381mm)~18目(0.98mm)。
磨矿后的硫化钴矿和钴合金矿用量根据硫化钴矿浸出过程产生的酸和钴合金浸出过程需要的酸量的比例计算配比,并保证最终浸出液的酸度在pH=0.5~1.5。
水与磨矿后的硫化钴矿和钴合金矿的固液比为1:3~5。
【工作原理】
硫化钴矿单独高压浸出是产酸的过程,高压氧浸后的浸出液酸度较高,有的浸出液中氢离子浓度可达1~2moL/L,浸出的铁生成赤铁矿也为产酸过程,因为浸出液酸度高,抑制了铁生成赤铁矿铁渣或其他形式的铁渣反应的进行,浸出液中的铁不能以赤铁矿渣的形式抑制在渣中,且浸出液酸度高,增加后续处理的溶液处理成本(后续耗酸需用大量的碱,碱的成本在处理成本中占很大一部分)。浸出液酸度高,抑制反应向浸出方向进行。
因此,两种物料以一定的比例配比后共同高压浸出,浸出不用加酸,只通氧气进行高压氧浸,通过钴合金高压浸出将硫化钴矿高压浸出产生的酸消耗掉,使浸出液酸度降低使浸出的铁几乎全部转化为赤铁矿抑制在渣中,减少渣量和渣中携带的主金属,减少主金属的损失,同时降低了浸出液中的杂质铁的含量。
下述实施例所采用的物料成分如表1-3所示。
表1钴铁合金主要元素含量
Figure 3868DEST_PATH_IMAGE001
表2钴铜合金矿主要元素含量
Figure 472020DEST_PATH_IMAGE002
表3 硫化镍钴矿和硫化铜钴矿主要成分
Figure 867230DEST_PATH_IMAGE003
实施例1
称取一定量的硫化镍钴矿和钴合金,分别进行磨矿,过40目筛。称取硫化镍钴矿120g,钴合金80 g,混合,2L高压釜中加入1L纯水,将物料加入其中。高压釜装釜,密闭,开启搅拌,同时升温,浸出温度140℃,釜压1.6MPa,浸出时间8h,浸出完成后,釜温降至50℃,泄压,卸釜,浸出浆液出釜,进行液固分离,滤液备用。
本实施例镍浸出率99.75%,铜浸出率98.90%,钴浸出率99.15%,浸出液中铁的浓度0.40g/L。
实施例2
称取一定量的硫化铜钴矿和钴铜合金,分别进行磨矿,过40目筛。称取硫化铜钴矿128g,钴合金72g,混合,2L高压釜中加入1L纯水,将物料加入其中。高压釜装釜,密闭,开启搅拌,同时升温,浸出温度190℃,釜压1.8MPa,浸出时间3h,浸出完成后,釜温降至50℃,泄压,卸釜,浸出浆液出釜,进行液固分离,滤液备用。
本实施例铜浸出率98.74%,钴浸出率99.65%,浸出液中铁的浓度0.38g/L。
实施例3
称取一定量的硫化镍钴矿和钴铁合金,分别进行磨矿,过18目筛。称取硫化镍钴矿1250g,钴铁合金750g,混合,20L高压釜中加入10L纯水,将物料加入其中。高压釜装釜,密闭,开启搅拌,同时升温,浸出温度210℃,釜压2.0MPa,浸出时间3h,浸出完成后,釜温降至50℃,泄压,卸釜,浸出浆液出釜,进行液固分离,滤液备用。
本实施例镍浸出率99.54%,铜浸出率99.16%,钴浸出率99.58%,浸出液中铁的浓度0.33g/L。

Claims (6)

1.一种硫化钴矿和钴合金共同高压浸出的方法,其特征在于:在高压釜中分别加入水以及磨矿后的硫化钴矿和钴合金矿,高压釜密闭后开启搅拌,使其升温;当温度升至设定值后通入氧气,对该物料进行高压氧化浸出,得到浸出浆液;所述浸出浆液经固液分离,分别得到浸出渣和浸出液。
2.如权利要求1所述的一种硫化钴矿和钴合金共同高压浸出的方法,其特征在于:所述硫化钴矿是指硫化钴类矿物、硫化镍钴类矿物、硫化铜钴类矿物中的一种。
3.如权利要求1所述的一种硫化钴矿和钴合金共同高压浸出的方法,其特征在于:所述磨矿后的硫化钴矿和钴合金矿的粒度均控制在40目~18目。
4.如权利要求1所述的一种硫化钴矿和钴合金共同高压浸出的方法,其特征在于:所述磨矿后的硫化钴矿和钴合金矿用量根据硫化钴矿浸出过程产生的酸和钴合金浸出过程需要的酸量的比例计算配比,并保证最终浸出液的酸度在pH=0.5~1.5。
5.如权利要求1所述的一种硫化钴矿和钴合金共同高压浸出的方法,其特征在于:所述水与所述磨矿后的硫化钴矿和钴合金矿的固液比为1:3~5。
6.如权利要求1所述的一种硫化钴矿和钴合金共同高压浸出的方法,其特征在于:所述高压浸出的条件是指浸出温度为140~210℃,浸出压力为1.0~2.0MPa,浸出时间为3~8h。
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